内容正文:
1 压 强
第1课时 认识压强
第9章 压强
01
新知梳理
02
当堂演练
目
录
1. 垂直 作用于物体表面的力叫作压力,压力的方向与接触面 垂直 并指向被压物体。
2. 压力的作用效果不仅跟 压力的大小 有关系,还跟 受力面积的大小 有关系。在物理学中,用 压强 来表示压力的作用效果。
3. 物理学中,把 压力的大小与受力面积的比 叫作压强。用公式表示:p= 。
4. 压强的国际单位是 帕斯卡 ,简称 帕 ,符号是 Pa 。1Pa= 1 N/m2。
垂直
垂直
压力的大小
受力面积的大小
压强
压力的大小与受力面积的比
帕斯卡
帕
Pa
1
知识点一 压力
典例1 关于压力的说法,正确的是( B )
B
A. 放在水平地面上的物体,对地面的压力就是物体的重力
B. 压力方向总是垂直于受力面
C. 压力的大小一定与重力大小有关
D. 竖直作用在物体表面上的力叫作压力
变式1(2024·德州平原期末)下列物体对接触面的压力F表示正确的是( D )
D
知识点二 探究压力的作用效果
典例2 (2024·无锡滨湖期末)如图所示,小明探究影响压力作用效果的因素。
(1) 如图甲所示,将小桌放在受压物体A上,通过观察 物体A的凹陷程度 来比较压力的作用效果。
物体A的凹陷程度
(2) 如图乙所示,将砝码放在小桌上观察现象,并对比(1)中的现象,可以探究压力的作用效果与 压力大小 的关系。
(3) 如图丙所示,将小桌倒放于受压物体A上,砝码放在小桌上,观察实验现象并对比(2)中的现象。由此可以得到的结论是 压力大小相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显 。
压力大小
压力大小相同时,受力面积
越小,压力作用效果越明显
变式2 如图所示为小理探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验,若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”,则应比较的实验图是( B )
A. 甲、乙 B. 甲、丙 C. 甲、丁 D. 乙、丙
B
知识点三 压强
典例3 小华的质量为50kg,每只脚与地面的接触面积为200cm2,他双脚站立时对水平地面的压强为 1.25×104 Pa,他走路时对水平地面的压强会 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。(g取10N/kg)
1.25×104
变大
变式3取一支一端较平整一端削尖的铅笔(如图),两个手指的感觉有所不同,左侧手受到的压强为p1,右侧手受到的压强为p2,笔始终静止,p1、p2的大小关系为( C )
A. p1=p2 B. p1<p2 C. p1>p2 D. 无法判断
变式3图
C
变式4(2024·吉林)质量为1.6×103kg的新能源汽车停在水平地面上,轮胎与地面接触的总面积为0.08m2。求:(g取10N/kg)
(1) 这辆新能源汽车受到的重力。
解:(1) 这辆新能源汽车受到的重力G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
(2) 这辆新能源汽车对水平地面的压强。
解:(2) 汽车停在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,即F=G=1.6×104N;其对地面的压强p===2×105Pa
1. 小明同学在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,用了完全相同的四块砖和完全相同的三块海绵,做了如图所示的三个实验。
(1) 该探究实验用到的实验方法是控制变量法和 转换法 。
(2) 观察三个实验,比较 甲、乙 两图所示实验,说明:受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
转换法
甲、乙
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(3) 观察三个实验,比较甲、丙两图所示实验,说明: 压力 相同时, 受力面积 越小,压力的作用效果越明显。
压力
受
力面积
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2. 用50N的压力作用在10-4m2的面积上所产生的压强为 5×105 Pa,表示 1m2的面积上受到的压力是5×105N 。
3. (2024·达州达川期中)关于压力、压强,下列说法正确的是( A )
A. 压强越大,压力的作用效果越明显
B. 压力的方向总是竖直向下的,并且和接触面是垂直的
C. 物体自由静止放在水平地面上时,压力就是物体重力
D. 物体的底面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显
5×105
1m2的面积上受到的压力是5×105N
A
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4. (2023·乐山)太极拳是国家级非物质文化遗产。一名太极拳爱好者在打拳过程中出现如图甲、乙所示的两种站姿,在保持这两种站姿静止时,他对地面的压力和压强分别为F甲和F乙、p甲和p乙,则下列关系正确的是( C )
A. F甲>F乙,p甲>p乙
B. F甲>F乙,p甲<p乙
C. F甲=F乙,p甲>p乙
D. F甲=F乙,p甲<p乙
C
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5. (2024·成都武侯期末)公安刑警在刑侦时,常根据足印的深浅来识别犯罪嫌疑人的体貌特征。下列实验也采用了这种方法:甲、乙两圆柱体轻放在相同的水平沙地上,然后把它们取走,沙地上留下深浅、大小不同的印痕,如图所示。则( A )
A. 甲对沙地的压强比乙的小
B. 甲对沙地的压强比乙的大
C. 甲对沙地的压力比乙的小
D. 甲对沙地的压力比乙的大
A
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6. (2024·成都温江校级段考)一头质量为6.3×103kg的大象,每只脚掌的着地面积为600cm2。则:(g取10N/kg)
(1) 大象受到的重力为多少?
解:(1) 大象受到的重力G=mg=6.3×103kg×10N/kg=6.3×104N
第6题
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(2) 如图是这头大象表演时的漫画图片,这种情况下它对水平地面的压强为多少?
解:(2) 由图可知,此时大象有3只脚与地面接触,所以受力面积S=3×600cm2=1800cm2=0.18m2,大象站在水平地面上,压力等于重力,压力F=G=6.3×104N,这种情况下它对水平地面的压强p===3.5×105Pa
第6题
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7. 将质量为200g、底面积为4×10-2m2的物理课本平放在水平课桌中央,课桌面积为0.2m2,则物理课本对课桌的压强为(g取10N/kg)( C )
A. 5Pa B. 10Pa
C. 50Pa D. 5000Pa
C
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8. 如图所示,把小桌甲倒放在海绵上,其上放一个物体乙,它们静止时,物体乙的下表面和小桌甲的桌面均水平。已知小桌甲重为G1,桌面面积为S1;物体乙重为G2,下表面的面积为S2。下列说法正确的是( C )
A. 小桌甲对海绵的压力就是小桌甲受到的重力
B. 物体乙对甲的压力就是物体乙受到的重力
C. 小桌甲对海绵的压强大小为
D. 物体乙对甲的压强大小为
C
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9. (2024·绵阳江油开学)如图,甲、乙两人在完全相同的沙滩散步,留下深浅相同、大小不同的脚印。则下列说法正确的是( C )
A. 甲对沙滩的压强较大
B. 乙对沙滩的压强较大
C. 两者对沙滩的压强相等
D. 两者的重力相等
C
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10. 如图所示,图钉尖的面积是5×10-8m2,图钉帽的面积是1.0×10-4m2,木板能承受的最大压强是6×108Pa,手指至少要用 30 N的力,图钉尖才能进入木板。图钉尖制作得很尖锐,是为了在压力一定时,通过减小受力面积来达到 增大压强 的目的。
30
增大压强
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11. 如图所示,长方体A在斜面上保持静止,请画出斜面所受的压力F。
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12. (2024·德阳期中)公安人员在水平的软泥地上发现了一些犯罪嫌疑人逃跑时的清晰脚印,并对其中一只鞋印进行了蜡鞋模的浇注,测得蜡鞋模的平均厚度为0.04m,质量为0.9kg,又经仪器测试发现达到鞋印同样的深度需要的压强为2.4×104Pa。已知ρ蜡=0.9×103kg/m3,求:(g取10N/kg)
(1) 蜡鞋模的面积。
解:(1) 蜡鞋模的体积V===0.001m3,则蜡鞋模的面积S===0.025m2
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(2) 犯罪嫌疑人的质量。
解:(2) 犯罪嫌疑人对地面的压力来自自己的体重,犯罪嫌疑人的体重G=F=pS=2.4×104Pa×0.025m2=600N,则犯罪嫌疑人的质量m===60kg
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13. (2024·达州模拟)如图所示,上、下叠放在一起的实心匀质正方体A、B静置于水平地面上。A对B的压强和B对地面的压强之比为4∶5,A、B的棱长之比LA∶LB=1∶2,则A、B的密度之比为( A )
A. 2∶1
B. 1∶2
C. 4∶1
D. 1∶4
A
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$$1 压 强
第2课时 控制压强的大小及柱体对水平面的压强
第9章 压强
01
新知梳理
02
当堂演练
目
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1. 增大压强的方法:在压力一定时, 减小受力面积 ;在受力面积一定时, 增大压力 。
2. 减小压强的方法:在压力一定时, 增大受力面积 ;在受力面积一定时, 减小压力 。
3. 设均匀柱体的密度为ρ,高为h,底面积为S(S≤S支撑面),则该柱体对水平支撑面的压强p= ρgh 。
减小受力面积
增大压力
增大受力面积
减小压力
ρgh
知识点一 控制压强的大小
典例1 (2024·广元昭化二模)如图所示的四种生活现象中,通过减小受力面积来增大压强的是( C )
C
A. 图甲:压路机安装较重的碾子
B. 图乙:超载车辆严禁上桥
C. 图丙:吸管一端剪成斜口
D. 图丁:高铁车厢内的座椅设计得宽大柔软
变式1(2024·临汾侯马期末)冬季,小明在公园玩耍时,湖中央的冰面上有人喊道:“谁来救救我,我脚下的冰要裂了!”如果你是小明,你会回答他( A )
A. “趴下往岸边爬!” B. “站在原地别动!”
C. “变成单脚站立!” D. “快向岸边跑吧!”
A
知识点二 柱体对水平面的压强
典例2 (2024·凉山会东一模)切取三个高度相同的柱状实心铁块A、B、C,如图所示,已知A的质量最小,C的质量最大,若将铁块A、B、C放置在相同的水平面粉上,则三个铁块陷入面粉的深度( D )
A. A最深 B. B最深 C. C最深 D. 一样深
D
变式2(2024·达州通川期末)放在水平地面上的正方体、长方体和圆柱体都是由铁制成的实心物体,它们的高度如图所示,它们对地面的压强分别为p1、p2和p3,则下列关系正确的是( B )
A. p1=p2=p3 B. p1<p2<p3
C. p1>p2>p3 D. 无法判断
B
典例3 (2024·遂宁射洪校级开学)如图所示,甲、乙两个实心圆柱体放在水平地面上,它们对地面的压强相等,则下列判断正确的是( D )
A. 甲的密度大,甲受到的重力大
B. 甲的密度小,甲受到的重力小
C. 甲的密度小,甲受到的重力大
D. 甲的密度大,甲受到的重力小
D
变式3(2024·巴中期末)如图所示,质地均匀粗细相同的实心圆柱体A、B放在水平地面上。已知它们的密度之比ρA∶ρB=2∶3,对地面的压强之比pA∶pB=1∶2。则( D )
D
A. 它们的高度之比hA∶hB=4∶3
B. 它们的高度之比hA∶hB=2∶3
C. 它们的质量之比mA∶mB=1∶3
D. 它们的质量之比mA∶mB=1∶2
1. (2024·宜宾兴文期末)五一假期外出旅游,小明乘坐大巴车时发现车窗边放置有逃生安全锤,如图所示。这种逃生安全锤有一端设计成锥形,其目的是通过 减小 受力面积的方法来 增大 压强,从而破坏玻璃窗逃生。(选填“增大”或“减小”)
减小
增大
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2. 如图所示,在火车轨道下面铺上枕木,这是通过 增大 受力面积的方法来 减小 压强的。
增大
减小
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3. 如图甲所示为a、b两种不同物质质量和体积的关系图像,则a、b两种物质的密度之比为 2∶1 。若用质量相等的上述两种物质分别制成如图乙所示的A、B两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,并将它们放置在水平地面上,则A、B两圆柱体对水平地面的压强之比为 2∶1 。
2∶1
2∶1
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4. (2024·绵阳江油期末)下列动物身体结构的特点中,以减小压强来适应自然环境的是( C )
C
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5. (2024·南充高坪校级期中)如图所示,取完全相同的长方体1块、2块、3块分别竖放、平放、竖放在水平地面上,它们对地面的压强分别为pa、pb和pc(已知长方体的长>宽>高),则( A )
A. pa=pc>pb B. pa=pc<pb
C. pa=pb>pc D. pa<pb<pc
A
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6. (2024·南充阆中校级期中)如图所示,棱长、材料均不同的正方体甲和乙,放在同一个水平地面上,对水平地面的压强相等。若把甲物体沿虚线截取一部分后和乙物体等高,把乙沿竖直截取一部分,则它们剩余部分对水平地面的压强关系判断中正确的是( A )
A. p甲<p乙 B. p甲>p乙
C. p甲=p乙 D. 条件不足无法比较
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7. 新建成的大桥,能承受的最大压强是5×105Pa。一辆自身质量为2t的卡车,载有10t货物,卡车轮胎和地面接触的总面积是0.2m2。(g取10N/kg)
(1) 通过计算,说明卡车能否安全通过大桥。
解:(1) 卡车对桥面的压力F=G=mg=(2×103kg+10×103kg)×10N/kg=1.2×105N,卡车对桥面的压强p===6×105Pa>5×105Pa,所以卡车不能安全通过大桥
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(2) 如果不能安全通过,那么卡车最多能装多少吨的货物?
解:(2) 卡车能安全通过时,对桥面的最大压力F最大=p最大S=5×105Pa×0.2m2=105N,卡车的总质量m总====10000kg=10t,卡车最多能装货物的质量m货=m总-m车=10t-2t=8t
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8. (2024·绵阳期末)如图为建筑工地上常用的履带式挖掘机,挖掘铲前端有锋利的挖齿,宽大的履带上有许多凸起的棱。下列说法正确的是( C )
A. 装上宽大的履带,可减小压力
B. 履带上凸起的棱,可减小摩擦
C. 挖掘铲前端制成齿状,可增大压强
D. 挖掘铲前端制成齿状,可增大压力
C
第8题
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9. 如图所示,有三个实心圆柱体甲、乙、丙放在水平地面上,其中甲、乙高度相同,乙、丙底面积相同,三者对地面的压强相等,下列判断正确的是( A )
A. ρ甲=ρ乙>ρ丙 B. ρ甲=ρ乙=ρ丙
C. m甲=m乙=m丙 D. m甲>m乙=m丙
A
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10. (2024·达州达川期中)如图所示,放置在水平地面上的均匀圆柱体甲和乙,质量和高度均相等。沿水平方向在两柱体上截去相同高度后,剩余部分对地面的压强p甲、p乙和压力F甲、F乙的关系是( A )
A. p甲<p乙,F甲=F乙
B. p甲=p乙,F甲<F乙
C. p甲>p乙,F甲=F乙
D. p甲<p乙,F甲>F乙
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11. 生物学家为了估算某只野生东北虎的质量,在松软、平坦且足够深的雪地上,选取该东北虎四脚着地停留时的脚印,其中的一个脚印如图甲所示。在方格纸上描绘出脚印的轮廓,如图乙所示,图中每个小方格的面积均为9cm2,数出脚印轮廓所围小方格的个数(凡大于半格的都算一个格,小于半格的都不算),用数出的小方格的个数乘以一个小方格的面积,就大致得出了脚印的面积。测出脚印的深度,在脚印旁边相同的雪地上放一底面积为100cm2的平底容器,在容器中缓缓放入适当的物体,当容器下陷的深度与脚印的深度相同时,测出容器及内部物体的总质量为30kg。忽略脚趾和脚掌之间空隙的面积,g取10N/kg,求:
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(1) 该东北虎一只脚印的面积。
解:(1) 根据图中每一小格表示9cm2,脚印轮廓所围小方格大于半格算一个,小于半格舍弃,可数出共有15个格,则图中脚印面积S0=15×9cm2=135cm2
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(2) 该东北虎的质量。
解:(2) 容器下陷的深度与脚印的深度相同时,说明两者产生的压强相同,则有p1=p2,根据压强公式可得=,所以G虎=,m虎g=,m虎==162kg
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12. (2024·德阳旌阳二模)质量分布均匀的实心正方体A、B置于水平桌面上,如图甲。将B沿水平方向截取高为h的柱体,并将该柱体叠放在A上,A、B剩余部分对桌面的压强p随截取高度h的变化关系如图乙,则B的密度为 600 kg/m3,A的重力为 6 N。(g取10N/kg)
600
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